氮化硼( BN)是一种重要的功能陶瓷材料.以天然硼砂(主要成分Na
2B
4O
7)为起始物,经过一系列反应可以得到BN和火箭高能燃料及有机合成催化剂BF
3的过程如下:
(1)写出由B
20
3制备BF
3的化学方程式
,BF
3中,B原子的杂化轨道类型为
,BF
3分子空间构型为
.
(2)在硼、氧、氟、氮中第一电离能由大到小的顺序是(用元素符号表示)
.
(3)已知:硼酸的电离方程式为H
3B0
3+H
20⇌[B(OH)
4]
-+H
+,试依据上述反应写出[Al( OH)
4]
-的结构式
,并推测1mol NH
4BF
4(氟硼酸铵)中含有
个配位键.
(4)由12个硼原子构成如图1的结构单元,硼晶体的熔点为1873℃,则硼晶体的1个结构单元中含有
个B-B键.
(5)氮化硼(BN)晶体有多种相结构.六方相氮化硼(晶体结构如图2)是通常存在的稳定相可作高温润滑剂.立方相氮化硼(晶体结构如图3)是超硬材料,有优异的耐磨性.
①关于这两种晶体的说法,不正确的是
(填字母).
a.两种晶体均为分子晶体
b.两种晶体中的B-N键均为共价键
c.六方相氮化硼层间作用力小,所以质地软
d.立方相氮化硼含有σ键和π键,所以硬度大
②六方相氮化硼晶体内B-N键数与硼原子数之比为
,其结构与石墨相似却不导电,原因是
.
③立方相氮化硼晶体中,每个硼原子连接
个六元环.该晶体的天然矿物在青藏高原地下约300km的古地壳中被发现.根据这一矿物形成事实,推断实验室由六方相氮化硼合成立方相氮化硼需要的条件应是
.